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硅工艺加工技术

硅工艺加工技术. 报告人：宁 瑾. 内容. 工艺线概况. 1. Si nMOSFET 器件加工工艺. 2. 单项工艺介绍. 3. 小结. 4. 工艺线概况. 2004 年建立。 2 － 4 英寸硅加工工艺线，加工能力可达 1 微米。 具备完整的硅加工能力，可以制备微电子器件和电路、光电器件以及 MEMS 器件。可加工的衬底材料包括 Si 、 SOI (Silicon on Insulator) 、 SOS (Silicon on sapphire) 和 SiC 。

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硅工艺加工技术

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  1. 硅工艺加工技术 报告人：宁 瑾

  2. 内容 工艺线概况 1 Si nMOSFET 器件加工工艺 2 单项工艺介绍 3 小结 4

  3. 工艺线概况 • 2004年建立。2－4英寸硅加工工艺线，加工能力可达1微米。 • 具备完整的硅加工能力，可以制备微电子器件和电路、光电器件以及MEMS器件。可加工的衬底材料包括Si、SOI (Silicon on Insulator)、SOS (Silicon on sapphire)和SiC。 • 成功制备出SOI和SOS抗辐射MOS器件和电路，Si基JFET器件，SiC基MESFET器件，SiC谐振器和滤波器等。

  4. n＋ n＋ Si nMOSFET器件加工工艺 PECVD Si3N4 ICP刻蚀 金属淀积Al，ICP刻蚀形成电极 PECVD SiO2 LPCVD生长多晶硅 栅氧SiO2 离子注入形成源漏 p-Si

  5. 单项工艺介绍 • 清洗：C处理，有机溶剂超声清洗 • 光刻 • 金属淀积 • 干法刻蚀 • 高温氧化 • LPCVD • PECVD • 离子注入及快速退火 • 激光划片

  6. 清洗工艺 • RCA清洗：H2SO4/H2O2/H2O 1号清洗液：NH4OH/H2O2/H2O 2号清洗液：HCL/H2O2/H2O • 有机溶剂超声清洗：无水乙醇 丙酮 • 清洗甩干机：2寸和4寸标准样片

  7. 光刻工艺介绍 • EVG光刻机，4英寸的标准衬底，正面光刻和背面光刻，分辨率达到1微米，对版精度1微米。 • 卡尔休斯光刻机，衬底最大2英寸，可完成非标准尺寸衬底的光刻，正面光刻，分辨率1微米，对版精度1微米。 • 能完成1微米细线条的剥离工艺。 • 光刻胶：普通光刻胶(国产390），高温胶（S9912），厚胶（AZ4260）， 反转胶(AZ5214/AZ5200)

  8. 金属淀积工艺 • 工艺设备：磁控溅射，电子束蒸发和热蒸发 • 磁控溅射：Ti、Au、Al、TiN • 电子束蒸发：Al • 热蒸发：Cr、Au、Ni • 电镀：Au、Cu

  9. ICP刻蚀工艺 • 98－A ICP刻蚀机：Si、Si3N4、多晶硅、SiO2。 刻蚀气体：CHF3、SF6、O2。 • 98－C ICP刻蚀机：Al 刻蚀气体：cl2、Bcl4 • 去胶机： O2等离子体去除光刻胶

  10. 高温氧化工艺 • H2、O2合成氧化工艺，875oC • 精确控制氧化层厚度，质量高，与衬底间界面态密度小，尤其适于制备MOS器件的栅氧化层。 • 氧化速率较低，不适于制备超过1微米的厚氧化层，对样片的洁净度要求高，只做流程的第一步工艺。

  11. LPCVD工艺 • 多晶硅：硅烷，630oC 硼掺杂：硅烷和硼烷，630oC • 氮化硅：硅烷和氨气，870oC • 样片：2寸和4寸

  12. PECVD工艺 • SiO2：硅烷和笑气（N2O), 320oC，折射率在1.46-1.48之间 • Si3N4: 硅烷和氨气（NH4), 320oC，折射率在1.9-2.0之间

  13. 离子注入及快速退火 • 离子注入：硼、磷、砷等 注入能量：30keV-200keV 高温快速退火：N2气氛保护，1050oC

  14. 小 结 • Si 、SOI和SOS微电子器件加工平台 清洗、光刻、栅氧化、LPCVD、PECVD、离子注入及退火、金属淀积、激光划片 • MEMS器件加工平台 ◎LPCVD生长氮化硅 ◎ 牺牲层的淀积、退火和释放 ◎ 体硅腐蚀 ◎ 氮化硅湿法腐蚀 ◎ 双面光刻 • SiC器件加工平台 ◎1微米细金属线条的剥离工艺 ◎SiC材料的ICP干法刻蚀工艺 ◎SiC的高温氧化工艺 ◎ 金属淀积与合金工艺：Ni、Ti、Cr、Au和TiN ◎ SiC材料的离子注入和退火工艺

  15. Thank You !

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